CN203379870U - 强化气体分布的有机硅流化床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了强化气体分布的有机硅流化床反应器，在筒体（3）的上、下部分别连接上封头（1）和下封头（8）构成一体化的流化床反应器，筒体（3）内安装一定数量的换热管（4），上封头（1）上设成品气出口（13）和固体物料加料口（12），在筒体（3）上设有冷却介质出口（11）和冷却介质进口（2），下封头（8）上设固体物料排放口（10），在筒体（3）上安装一定数量的气体喷射管（5），气体喷射管（5）连接在环绕筒体（3）的气体总管（6）上，气体喷射管（5）与筒体安装点的切线形成一定的角度。本实用新型传热、传质效率高，氯甲烷气体和硅粉接触面大，气体在硅粉内部分布均匀，提高了有机硅流化床反应器的效率。

Description

强化气体分布的有机硅流化床反应器

技术领域

    本实用新型属于反应器设备制造领域，具体地说涉及一种强化气体分布的有机硅流化床反应器。

背景技术

有机硅生产的关键设备之一是合成反应器，目前有机硅反应器主要采用的是一种介于流化床和固定床形式之间的反应器，行业内习惯称为流化床反应器。在流化床反应器内，气态氯甲烷和固态的硅粉反应生成有机硅单体。氯甲烷气体由反应器底部进入反应器，与填充在反应器内的硅粉反应生成有机硅单体。反应生成的热量由固定在硅粉中间的换热管带走，生成的有机硅气体由反应器的上部出气口出反应器进入下一步的精制工段。由于硅粉为固态，硅粉连续加料比较困难，通常情况下，硅粉一次加入反应器，氯甲烷气体由反应器底部连续通入，是一种半连续半间歇反应器。硫化床内是气固相反应，因此硫化床内的气体分布是提高反应器性能的关键因素。

通常情况下，大型反应器内的硅粉高度在5米以上，气体从反应器底部进入，由于硅粉床层高度较大，床层阻力大，需要达到一定气体速度。如果气体速度较小，气体容易在硅粉之间沟流，短路现象很严重，设备效率低；气体速度太大时，由于硅粉有一定的硬度，气体带动硅粉对换热管的冲击摩擦严重，换热管很容易因摩擦损坏，同时气体容易将反应器填充的硅粉夹带到反应器的出口，造成硅粉浪费，也给后处理增加工作量。因此，有机硅反应器内的气体分布非常重要，欲实现气体在反应器内的高效分布，需要设计合理高效的硫化床气体分布器，以强化硫化床内的气体分布。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种强化气体分布的有机硅流化床反应器，提高有机硅流化床反应器的效率，它结构合理，传热、传质效率高，氯甲烷气体和硅粉接触面大，气体在硅粉内部分布均匀。

本实用新型的技术解决方案是：在筒体的上、下部分别连接上封头和下封头构成一体化的流化床反应器，筒体内安装一定数量的换热管，换热管内走冷却介质，换热管之间装填固体物料，在上封头上设成品气出口和固体物料加料口，在筒体上设有冷却介质出口和冷却介质进口，冷却介质出口和冷却介质进口分别连接在换热管的两端上，在下封头上设固体物料排放口；其特征是：在筒体上安装一定数量的气体喷射管，气体喷射管在筒体外部的延伸段全部连接在一个环绕筒体的气体总管上，气体喷射管与筒体安装点的切线形成一定的角度，气体在反应器内形成上升和旋转状态。

其中，气体喷射管由管体上安装喷头构成，管体的内孔分为进口段、直管段和缩口段，进口段内径＞直管段内径＞缩口段内径，缩口段上经垫片、固定丝安装喷头。

其中，气体喷射管下方的筒体内安装气体分布板，气体分布板上设一定数量的气体分布孔，下封头上设气体进口。

其中，气体喷射管下方的筒体内安装V字形气体分布板，固体物料排放口贯通V字形气体分布板的底锥孔。

使用时，硅粉由固体物料加料口一次性加入，原料氯甲烷气体经过气体总管进入各个气体喷射管，在反应器内与硅粉反应，反应生成的有机硅气体由成品气出口去成品精制工段，反应生成的热量由换热管中的冷却介质带走；当反应器内的硅粉数量较少时，氯甲烷气体由气体进口进入气体分布板的下方，并通过气体分布板上的气体分布孔进入反应器与硅粉反应；氯甲烷气体也可以同时由气体总管、气体进口和固体物料排放口同时进入硫化床反应器。

本实用新型具有以下优点：1、气体在硅粉内分布均匀，不易形成沟流、短路；2、气体在反应区内有多个出气孔，气体与硅粉接触面积大；3、气体在喷射管内保持一定的速度，保证气体于硅粉有一定的混合，同时不因气体速度太大导致硅粉与换热管之间的摩擦而产生换热管磨损；4、气体喷射管的管体的内孔分为进口段、直管段和缩口段，进口段内径＞直管段内径＞缩口段内径，缩口段内径较小以保证氯甲烷气体进入反应器内拥有足够的线速度，促成硅粉处于一定程度的分散状态。

附图说明

图1为本实用新型的外形图。

图2为图1的气体喷射管的俯视示意图。

图3为图2的气体喷射管结构示意图。

图中：1上封头，2冷却介质进口，3筒体，4换热管，5气体喷射管，6气体总管，7气体分布板，8下封头，9气体进口，10固体物料排放口，11冷却介质出口，12固体物料加料口，13成品气出口，5-1管体，5-2进口段，5-3直管段，5-4缩口段，5-5垫片，5-6喷头，5-7固定丝。

具体实施方式

如图1所示，在筒体3的上、下部分别连接上封头1和下封头8构成一体化的流化床反应器，筒体3内安装一定数量的换热管4，换热管4内走冷却介质，换热管4之间装填固体物料，在上封头1上设成品气出口13和固体物料加料口12，在筒体3上设有冷却介质出口11和冷却介质进口2，冷却介质出口11和冷却介质进口2分别连接在换热管4的两端上，在下封头8上设固体物料排放口10；其特征是：在筒体3上安装一定数量的气体喷射管5，气体喷射管5在筒体外部的延伸段全部连接在一个环绕筒体3的气体总管6上，气体喷射管5与筒体安装点的切线形成一定的角度，气体在反应器内形成上升和旋转状态。

其中，气体喷射管5由管体5-1上安装喷头5-6构成，管体5-1的内孔分为进口段5-2、直管段5-3和缩口段5-4，进口段5-2内径＞直管段5-3内径＞缩口段5-4内径，缩口段5-4上经垫片5-5、固定丝5-7安装喷头5-6。

其中，气体喷射管5下方的筒体3内安装气体分布板7，气体分布板7上设一定数量的气体分布孔，下封头8上设气体进口9。

其中，气体喷射管5下方的筒体3内安装V字形气体分布板7，固体物料排放口10贯通V字形气体分布板7的底锥孔。

使用时，硅粉由固体物料加料口12一次性加入，原料氯甲烷气体经过气体总管6进入各个气体喷射管5，在反应器内与硅粉反应，反应生成的有机硅气体由成品气出口13去成品精制工段，反应生成的热量由换热管4中的冷却介质带走；当反应器内的硅粉数量较少时，氯甲烷气体由气体进口9进入气体分布板7的下方，并通过气体分布板7上的气体分布孔进入反应器与硅粉反应；氯甲烷气体也可以同时由气体总管6、气体进口9和固体物料排放口10同时进入硫化床反应器。

Claims (4)

1.强化气体分布的有机硅流化床反应器，在筒体（3）的上、下部分别连接上封头（1）和下封头（8）构成一体化的流化床反应器，筒体（3）内安装一定数量的换热管（4），换热管（4）内走冷却介质，换热管（4）之间装填固体物料，在上封头（1）上设成品气出口（13）和固体物料加料口（12），在筒体（3）上设有冷却介质出口（11）和冷却介质进口（2），冷却介质出口（11）和冷却介质进口（2）分别连接在换热管（4）的两端上，在下封头（8）上设固体物料排放口（10）；其特征是：在筒体（3）上安装一定数量的气体喷射管（5），气体喷射管（5）在筒体外部的延伸段全部连接在一个环绕筒体（3）的气体总管（6）上，气体喷射管（5）与筒体安装点的切线形成一定的角度，气体在反应器内形成上升和旋转状态。

2. 根据权利要求1所述的强化气体分布的有机硅流化床反应器，其特征是：气体喷射管（5）由管体（5-1）上安装喷头（5-6）构成，管体（5-1）的内孔分为进口段（5-2）、直管段（5-3）和缩口段（5-4），进口段（5-2）内径＞直管段（5-3）内径＞缩口段（5-4）内径，缩口段（5-4）上经垫片（5-5）、固定丝（5-7）安装喷头（5-6）。

3. 根据权利要求1所述的强化气体分布的有机硅流化床反应器，其特征是：气体喷射管（5）下方的筒体（3）内安装气体分布板（7），气体分布板（7）上设一定数量的气体分布孔，下封头（8）上设气体进口（9）。

4. 根据权利要求3所述的强化气体分布的有机硅流化床反应器，其特征是：气体喷射管（5）下方的筒体（3）内安装V字形气体分布板（7），固体物料排放口（10）贯通V字形气体分布板（7）的底锥孔。

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